Трансляционный перенос (translational bridging) используется для соединения сетей со смешанной средой передачи, таких как сеть Token Ring и Ethernet. При этом может возникнуть проблема, связанная с тем, что MTU двух сетей существенно различаются. В сегменте Token Ring допустимо MTU от 4464 до 17914, в то время как в сегменте Ethernet MTU ограничено 1500. Если два сегмента соединены мостом, то может возникнуть ситуация, когда пакеты отбрасываются, потому что мост не может фрагментировать данные, как это делает маршрутизатор. Одно из решений — задать MTU на серверах NT, соединенных с сетью Token Ring, равным 1500, для гарантии, что пакеты не будут отброшены в связи с чрезмерным размером. Конечно, прежде чем это сделать, необходимо выполнить мониторинг сети, чтобы увидеть, были ли отброшены пакеты. Если это так, то может помочь следующая запись в реестре.
Поле времени жизни (TTL — time-to-live) имеет восемь битов в длину и следует за полем сдвига фрагмента. Это поле указывает максимальное время, в течение которого дейтаграмма может оставаться в Интернете. Если это поле содержит значение ноль, то дейтаграмма должна быть разрушена. Это поле изменяется при обработке заголовка IР. Время измеряется в единицах секунд, но так как каждый модуль, обрабатывающий дейтаграмму, должен уменьшить ТТL по крайней мере на единицу, даже если он занят этим менее секунды, TTL должно рассматриваться только как верхняя граница времени, в течение которого сможет существовать дейтаграмма. Цель состоит в том, чтобы отбрасывать дейтаграммы, которые невозможно доставить, связав это с максимальным временем жизни дейтаграммы. По умолчанию TTL в Windows NT версии 3.5Х равно 32 секундам; в Windows NT 4.0 оно было поднято до 128 секунд. Это значение по сути является пределом того, сколько маршрутизаторов может пройти дейтаграмма IP, прежде чем будет отброшена. Это значение можно изменить в реестре, как показано дальше:
Далее следует поле протокола, указывающее на протокол следующего уровня, используемый данными дейтаграммы IP. Для переноса этой информации используется восемь битов. Значения для различных протоколов определены в "Assigned Numbers" (Присвоенных номерах).
Потом идет поле контрольной суммы заголовка с 16 битами, выделенными для контрольной суммы только заголовка. Так как некоторые поля заголовка изменяются (например, время жизни), то она вычисляется повторно и проверяется в каждой точке, в которой обрабатывается заголовок IP. Для вычисления контрольной суммы суммируются дополнения до единиц всех 16-битных слов в заголовке, и к полученной сумме применяется операция 16-битного дополнения до единиц. Значение поля контрольной суммы задается равным нулю.
Следующие два поля являются адресом IP источника и адресом IP места назначения. Каждое из них имеет четыре октета. Именно здесь адреса IP включаются в обмен данными. Хотя это и важное поле, мы не собираемся тратить на него много времени, так как это может легко привести к обсуждению маршрутизации, широковещания и т.п. Эти вопросы будут рассмотрены позже, при обсуждении сетевого трафика.
Затем следует поле параметров, которое может появиться или не появиться в дейтаграммах. Они должны быть реализованы всеми модулями IP (хостом и шлюзами). Необязательным моментом является их передача в каждой конкретной дейтаграмме, а не их реализация. В некоторых средах параметр безопасности может потребоваться во всех дейтаграммах. Поле параметров имеет переменную длину. Параметры IP будут иметь размер от одного до 40 октетов. Это будет давать максимальный размер заголовка IP в 60 байтов. Может быть ноль или большее количество параметров. Каждый параметр начинается с кода типа параметра. Этот код делится на три поля, первое из которых является полем копирования. Если это поле задано как 1, то параметр должен быть скопирован во все фрагменты. Если оно задано как 0, то он используется только в первом фрагменте. Следующие два бита в октете кода параметра используются для указания класса используемого параметра. Если он задан как 0, то это управление дейтаграммой или сетью, если как 2, то он используется для отладки или измерения. Другие являются зарезервированными. Следующие пять битов используются для указания номера параметра в классе параметров.
Второй октет является длиной параметра, которая включает код типа параметра и октет длины, октет указателя и длину трех байтов данных о маршруте. Третий октет является указателем на данные о маршруте, указывающим октет, где начинается адрес следующего источника, который будет обрабатываться. Указатель связан с этим параметром, наименьшее законное значение для него равно 4. Некоторые из этих параметров перечислены в таблице 2.2.
Заголовок SPX состоит из следующих семи полей:
• Управление соединением — 1 байт
• Тип потока данных — 1 байт
• Идентификатор соединения источника — 2 байта
• Идентификатор соединения места назначения — 2 байта
• Номер последовательности - 2 байта
• Номер подтверждения — 2 байта
• Номер размещения — 2 байта
Управление соединением Остановимся на некоторых функциях, предоставляемых полем управления соединением. Эквивалент флагов TCP, которые были показаны в главе 2, управление соединением предоставляет механизм двунаправленного потока данных, управления перегрузкой и другие связанные с этим возможности. Поле управления соединением указывает три типа пакетов управления соединением. Эти значения могут быть либо логическими, либо могут быть заданы вместе с несколькими флагами. Сначала рассмотрим флаг конца сообщения.
• Флаг "Конец сообщения" (End-of-message). Этот флаг устанавливается, когда в поле управления соединением появляется 0x10. Он используется для указания конца сообщения партнеру по передаче. Так как SPX является транспортным протоколом на основе сообщений, посылающая сторона задает этот флаг для указания, что сообщение завершено. После того как получающая сторона получит этот пакет, она передаст данные в буфер сообщения вышележащего приложения. Это не запрос конца соединения, но скорее указание, что текущий обмен сообщениями закончился.
• Флаг "Требуется подтверждение" (Acknowledgment-Required). Флаг требования подтверждения устанавливается, когда в поле управления соединением появляется 0x40. Он используется для указания, что данные были посланы партнеру по передаче и требуется подтверждение. Прежде чем будут отправлены новые данные, должно быть получено подтверждение для этого пакета.
• SPX требует подтверждения посланных данных; когда они получены, устанавливает флаг, сигнализирующий "конец сообщения" для партнера. Число является комбинацией 0x40 и 0x10 и равно 0x50.
• Флаг "Системный пакет" (System-Packet). Флаг системного пакета устанавливается, когда в поле управления соединением появляется 0x80. Это пакет подтверждения, используемый внутренне протоколом SPX для подтверждения, что партнер по сеансу работает и соединение существует. Это сообщение типа "Я здесь".
• Флаг "Комбинация системных пакетов" (System-Packet combination). Флаг комбинации системных пакетов устанавливается, когда в поле управления соединением появляется ОхСО. ОхСО является суммой 0x80 и 0x40. Он используется внутренне протоколом SPX, показывая, что соединение все еще существует, требуя подтверждения (АСК) от партнера по коммуникации. Это пакет типа "Вы еще здесь?".
Протокол IPX является протоколом третьего уровня без поддержки соединения, предназначенным для передачи дейтаграмм. Компания Novell адаптировала его из старого протокола межсетевых дейтаграмм (протокол IDP) стека Xerox (XNS).
Протокол без соединения
Поскольку он является протоколом без поддержки соединения, то когда процесс, выполняющийся на определенном узле, использует IPX для коммуникации с процессом на другом узле, между двумя узлами не устанавливается соединение. Таким образом, пакеты IPX адресуются и посылаются к своему месту назначения, но нет гарантии или проверки успешной доставки. Любое подтверждение пакета или управление соединением обеспечиваются протоколами выше IPX, такими как SPX. Термин дейтаграмма означает, что каждый пакет интерпретируется как отдельная сущность, не имеющая логической или последовательной связи с любым другим пакетом.
Работа на сетевом уровне модели 0SI
Как протокол сетевого уровня IPX адресует и маршрутизирует пакеты из одного местоположения в другое при межсетевом обмене IPX. IPX принимает решения о маршрутизации, просматривая поля адресов заголовка и на основе информации, которую он получает из RIP или NLSP. IPX использует эту информацию для пересылки пакетов в их узел назначения или следующему маршрутизатору, предоставляющему путь к узлу назначения.
Структура пакета
Так как протокол IPX был адаптирован из старого протокола XNS ГОР, не удивительно, что их структуры похожи. Пакет IPX состоит из двух частей. Первая часть является 30-байтовым заголовком, который содержит адреса сети, узла и сокета для машин источника и места назначения. Вторая часть является разделом данных, который иногда содержит заголовок протокола более высокого уровня, такого как SPX. Минимальный пакет IPX имеет 30 байтов (не считая заголовок MAC). Максимальный размер маршрутизированных пакетов IPX обычно имеет только 576 байтов, включая заголовок IPX и нагрузку данных. Однако при использовании IPX II это число возрастает до 1500 байтов.
Как было отмечено в главе 2 о TCP, сетевой уровень следует за заголовком MAC, поэтому IPX помещается после заголовка MAC и перед полезной нагрузкой. На рис. 3.2 показано, что заголовок IPX помещается внутри протокола MAC таким же образом, как описано в главе 2.
Протокол блоков сообщений сервера (SMB — Server Message Blocks) является рабочей лошадкой мира Windows NT и Windows 2000. Он используется между компьютерами для общего доступа к файлам, принтерам, последовательным портам и для коммуникационных абстракций, таких как именованные каналы и почтовые ящики. SMB является клиент-серверным протоколом типа запрос-ответ.
Протокол SMB превратился в общую файловую систему Интернета (Common Internet File System, CIFS). CIFS предоставляет межплатформенный механизм клиентских систем для запроса служб файлов и печати на серверных системах. Он поддерживает файлы и печать, используя команды доступа open (открыть), close (закрыть), read (читать), write (писать) и seek (искать). Кроме того, он поддерживает доступ к файлам и записям как в блокированном, так и в неблокированном режиме. Когда приложение блокирует файл, ему не могут помешать другие приложения. Блокированные файл или запись недоступны не блокирующим приложениям.
SMB предоставляет кэширование с опережающим чтением и с обратной записью. Это безопасные операции до тех пор, пока только один клиент имеет доступ к файлу. Кэширование чтения и оптимизация упреждающего чтения являются безопасными при доступе к файлу или в режиме только чтения. Если несколько клиентов пытаются одновременно записывать в файл, то ничто не будет безопасным; поэтому все файловые операции должны управляться на сервере. SMB уведомляет обращающегося к файлу клиента об изменениях в режиме доступа, чтобы клиент мог использовать оптимальный метод доступа.
Приложения регистрируются для уведомления сервером об изменениях содержимого файла или каталога. Это позволяет приложению знать, когда обновить изображение, не требуя от него постоянно запрашивать сервер.
Существует почти столько же различных версий протокола SMB, сколько и поставщиков программного обеспечения. Каждая версия предоставляет дополнительные функции, свойства и средства. Чтобы справиться с этим изобилием, SMB выполняет так называемое согласование диалектов. Когда два компьютера вступают в контакт, они согласовывают диалект или версию SMB, которая будет использоваться при их общении. Это критический шаг в терминах как производительности, так и безошибочной коммуникации, так как каждый диалект может предоставлять различные сообщения, а также изменения в полях и семантике существующих сообщений других диалектов. В дополнение к обычным атрибутам файлов, например, времени создания и модификации, такими приложениями, как Word могут добавляться другие элементы, чтобы включить, например, имя автора или описание содержимого.
Протокол может поддерживать виртуальные тома, используя файловую систему, которая может охватывать несколько томов и серверов, но выглядеть при этом для клиентской машины как находящаяся на одном сервере. Файлы и каталоги поддерева могут перемещаться на другие серверы, имена при этом изменять не придется. В этом случае не нужно будет делать изменения на настольном компьютере, когда делаются изменения на сервере. Эти поддеревья могут также реплицироваться для выравнивания нагрузки и устойчивости к ошибкам. Когда клиент запрашивает файл, SMB использует направления для пересылки клиента на сервер, который содержит данные. Все это происходит за сценой без вмешательства клиента.
SMB позволяет клиенту преобразовывать имена серверов с помощью DNS, WINS, LMHOSTS или любого другого механизма преобразования имен. Это перемещает нас из неструктурированного, "плоского" пространства серверных имен в иерархически организованное пространство, поддерживающее более широкий диапазон взаимодействия. Чтобы сберечь полосу пропускания, SMB может пакетировать запросы в одном сообщении для минимизации задержки перемещения туда и обратно, даже когда более поздние запросы зависят от результатов предыдущих; он поддерживает также имена файлов в кодировке Unicode.
Обзор работы SM В
Для получения доступа к файлу на сервере клиентское приложение должно разобрать полное имя файла, чтобы определить имя сервера и относительное имя на этом сервере, разрешить имя сервера в адрес транспортировки, создать соединение с сервером и затем обменяться сообщениями. Если имя сервера было ранее разрешено, то оно может находиться в кэше, поэтому разрешение имени может не понадобиться. Кроме того, если предыдущее соединение все еще доступно, то новое соединение тогда не потребуется. Этот процесс повторяется множество раз в течение нормального рабочего дня. Если соединение простаивало в течение некоторого времени, оно будет разорвано.
SMB достаточно развит, чтобы преобразовывать имя сервера множеством различных методов. Например, в URL file://prox/users/teresa/movies.xIs клиент возьмет часть между двумя наклонными чертами и следующей наклонной чертой в качестве имени сервера, а остальное будет интерпретировано как относительное имя. В примере именем сервера будет PROX, а относительным именем USERS/TERESA/MOVIES.XLS.
В имени пути доступа \\prox\users\ed\booksbymred.ppt клиент возьмет часть между ведущими двумя обратными наклонными чертами и следующей обратной наклонной чертой в качестве имени сервера, а остальное как относительное имя. В этом примере именем сервера является PROX, а относительным именем будет USERS\ED\BOOKSBYMRED.PPT.
В пути доступа h:\booksbymred.ppt, клиент будет использовать "h" в качестве индекса в таблице, которая содержит имя сервера и префикс имени файла. Если содержимое таблицы для h будет PROX и пользователь \ed, то имя сервера и относительное имя будут такими же, как и в предыдущем примере.
Разрешение имени сервера
Когда имя сервера было определено, следующий шаг состоит в разрешении имени. Должны существовать некоторые средства для разрешения имени сервера SMB в транспортный адрес. Сервер должен также регистрировать свое имя в службе разрешения имен, известной его клиентам. Это обычно либо WINS, либо DNS.
Имя сервера можно также определить как строковую форму адреса IP в обычной десятичной нотации с точками, например 10.0.0.10. В этом случае "разрешение" состоит в преобразовании в 32-разрядный адрес IP.
Тип используемого разрешения имени может накладывать ограничения на форму имени сервера. Например, для NETBIOS имя сервера должно быть меньше 15 символов верхнего регистра.
Транспорт сообщения
Когда SMB использует надежный транспорт с поддержкой соединения, ему не нужно гарантировать упорядоченную доставку сообщений между клиентом и сервером. В этом вопросе он полагается на четвертый уровень (транспортный). Однако транспорт должен обнаруживать ошибки либо на клиентском, либо на серверном узле и сообщать о них программному обеспечению, чтобы можно было сделать исправления. Когда надежное транспортное соединение с клиентской стороны завершается, выполняющаяся работа и все открытые клиентом ресурсы закрываются. Транспорт сообщений выполняется с помощью службы сеанса NETBIOS.
Пример потока сообщений
Типичная последовательность обмена сообщениями для клиента, соединенного с сервером уровня пользователя включает открытие файла, чтение из него данных, закрытие файла и разъединение с сервером. Механизм пакетирования запросов CIFS (называемый механизмом "AndX") дополнительно позволяет объединять в одно до шести сообщений в этой последовательности, поэтому в действительности в этой последовательности существуют только три перехода туда и обратно, и последнее из них клиент может сделать асинхронно.
